DE10241326A1 - Rivet, assembled of hollow shaft with inner thread, deforming area, and self cutting lower end and inner stick-shaped element - Google Patents

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Abstract

The rivet (1) is designed as a hollow shaft with a flanged upper edge (4), an adjacent deforming area (2), an inner thread (5) at its lower end (3) and a self cutting lower edge (6). A stick-shaped element (7) is inserted into the shaft, the outer thread (29) at its lower end engaging with the inner thread (5) at the hollow component. An additional part can be held underneath the circular head (23) of the inner element (7) after the rivet is squeezed tightly to the sheets (8, 9) to be joined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement, insbesondere zum Blindnieten, mit einem hohlen Schaft, der an seinem freien Ende einen Setzkopf aufweist, mit einem Deformationsabschnitt zur Ausbildung eines Schließkopfes, und mit einem innerhalb des Schaftes ausgebildeten Verbindungsabschnitt, der zur Ausbildung einer zugfesten Verbindung mit einem Dorn, insbesondere einem Dornfuß eines Dornes, dient, wobei das dem Setzkopf entgegengesetzte Schaftende mit einer Stanzkante versehen ist, die im wesentlichen entlang des äußersten Umfangs des Schaftes bzw. des Dornfußes verläuft, nach Patent 101 60 771.The invention relates to a fastening element, especially for blind riveting, with a hollow shaft attached to its free end has a setting head, with a deformation section to form a closing head, and with a connecting portion formed inside the shaft, to form a tensile connection with a mandrel, in particular a thorn foot one Dornes, serves, the shaft end opposite the setting head is provided with a punched edge substantially along the outermost circumference of the shaft or thorn foot runs, after Patent 101 60 771.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Befestigungselement nach dem Hauptpatent hinsichtlich seiner Verarbeitungseigenschaften zu verbessern.It is an object of the present invention Fastening element according to the main patent with regard to its processing properties to improve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 2 oder ein Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a Fastening element with the features of claim 1, by a Fastening element with the features of claim 2 or a fastening element solved with the features of claim 5. Advantageous configurations and further developments are the subject of the respective dependent claims.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement umfaßt einen hohlen Schaft, der an seinem freien Ende einen Setzkopf aufweist, einen Deformationsabschnitt zur Ausbildung eines Schließkopfes, einen Verbindungsabschnitt zur zugfesten Verbindung mit einem innerhalb des Schaftes angeordneten Dorn, insbesondere einem Dornfuß eines Dorns, wobei das Schaftende eine Stanzkante aufweist, die im wesentlichen entlang des äußersten Umfanges des Schaftes verläuft, von einer Mantelfläche und einer Stirnfläche des Schaftendes gebildet ist und im Zentrum der Stirnfläche einen Vorsprung hat, der aus der Ebene, in der die Stanzkante liegt, auf der dem Setzkopf abgekehrten Seite hervorsteht.The fastener according to the invention comprises a hollow shaft, which has a setting head at its free end, a deformation section to form a closing head, a connecting section for tensile connection with an inside of the shaft arranged mandrel, in particular a mandrel foot Dorns, wherein the shaft end has a punched edge, the substantially along the extreme Circumference of the shaft runs, from a lateral surface and an end face of the shaft end is formed and one in the center of the end face Protrusion from the plane in which the punching edge lies the side facing away from the setting head.

Alternativ ist ein erfindungsgemäßes Befestigungselement, insbesondere zum Blindnieten, vorgesehen mit einem hohlen Schaft, der an seinem freien Ende einen Setzkopf aufweist, mit einem Deformationsabschnitt zur Ausbildung eines Schließkopfes, mit einem Dorn innerhalb des Schaftes, der einen Dornkopf und einen Dornfuß aufweist, wobei der Dornfuß mit einem dem Setzkopf entgegengesetzten Schaftende zumindest zugfest verbunden ist und eine Stanzkante aufweist, die im wesentlichen entlang des äußersten Mantel des Dornfußes verläuft und von einer Mantelfläche und einer Stirnfläche des Dornfußes gebildet ist, und wobei im Zentrum der Stirnfläche ein Vorsprung vorgesehen ist, der aus der Ebene, in der die Stanzkante liegt, auf der dem Setzkopf abgekehrten Seite hervorsteht.Alternatively, a fastening element according to the invention is especially for blind riveting, provided with a hollow shaft, which has a setting head at its free end, with a deformation section to form a closing head, with a mandrel inside the shaft, a mandrel head and one Has thorn foot, the thorn foot with an end of the shaft opposite the setting head, at least tensile is connected and has a punched edge which is essentially along the extreme Mantle of the thorn foot runs and from a lateral surface and an end face of the thorn foot is formed, and wherein a projection is provided in the center of the end face is that from the plane in which the punching edge lies, on which Set head protrudes from the opposite side.

Bei dieser zweiten Variante ist der Dorn ein Teil des Befestigungselementes, während bei der ersten Variante der Dorn sowohl Teil des Befestigungselementes als auch ein Teil eines Werkzeugs, insbesondere einer Setzvorrichtung, sein kann und für weitere Setzvorgänge wiederverwendet werden kann.In this second variant, the Mandrel part of the fastener, while in the first variant the mandrel is both part of the fastener and part of a tool, in particular a setting device, and for others setting processes can be reused.

Bei beiden Varianten des Befestigungselementes führt die erfindungsgemäße Gestaltung zu einer Verbesserung beim Stanzen des Nietloches im Werkstück. Durch den in der Stirnfläche angeordneten Vorsprung wird das auszustanzende Teil vor Beginn des Schneidvorgangs in Richtung der das Gegenlager bildenden Matrize etwas verformt. Hierdurch wird der Kraftanstieg beim Auftreffen des Befestigungselementes auf das Werkstück gedämpft und das Befestigungselement in seiner Lage gegenüber dem Werkstück gegen seitliches Ausweichen stabilisiert. Die Verformung des Werkstückes ist auch auf der Matrizenseite wirksam und sorgt bei Verwendung einer Matrize, die mehrere, quer zum Werkstück bewegbare Segmente aufweist, für eine verbesserte Zentrierung der Segmente zur Stanzkante des Befestigungselementes. Insgesamt ergibt sich eine bessere Ausbildung der Schnittfläche am Werkstück, so daß die Oberfläche des anschließend in die Stanzöffnung eindringenden Schafts des Befestigungselementes nicht beschädigt wird.In both variants of the fastener leads the Design according to the invention to improve the punching of the rivet hole in the workpiece. By the one in the face arranged projection is the part to be punched out before the start of Cutting process in the direction of the die forming the counter bearing slightly deformed. This will increase the force on impact of the fastener dampened on the workpiece and the fastener in its position opposite the workpiece stabilized against lateral evasion. The deformation of the workpiece is also effective on the die side and ensures when using a Die, which has several segments that can be moved transversely to the workpiece, for one improved centering of the segments to the punched edge of the fastener. Overall, there is a better design of the cut surface on the workpiece, so that the surface of the subsequently into the punch opening penetrating shaft of the fastener is not damaged.

Dies ist wichtig, damit der Oberflächenschutz des Befestigungselements nicht beeinträchtigt wird. Ebenso wird eine Bildung von Rissen in der Nähe des gestanzten Stanzloches vermieden, womit die Qualität der Nietverbindung verbessert wird. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Stanzkante hat weiterhin den Vorteil, daß die abgetrennten Stanzbutzen nicht an der Stanzkante haften und sich daher gut entsorgen lassen.This is important so that the surface protection of the Fastener is not affected. Likewise, one Cracks nearby of the punched punch hole avoided, thus reducing the quality of the riveted joint is improved. The formation of the punched edge according to the invention has the further advantage that the The separated punching slugs do not stick to the cutting edge and become therefore have it disposed of well.

Der Vorsprung des erfindungsgemäßen Befestigungselementes hat vorzugsweise eine solche Formgestalt und Größe, daß sich die abgetrennten Stanzbutzen selbsttätig lösen und nicht an der Stirnfläche haften bleiben. Der Vorsprung kann durch eine Stufe von der Stirnfläche abgesetzt sein, die Stirnfläche kann aber auch von der Stanzkante in den Vorsprung stufenlos übergehen. Als sehr vorteilhaft hat sich eine Gestaltung erwiesen, bei der die Stirnfläche eines sich an eine Kegelfläche oder eine Pyramidenfläche, die sich in Stanzrichtung verjüngen, anschmiegende Form hat, wobei das Zentrum der Stirnfläche entweder flach oder auch spitz ausgeführt sein kann.The projection of the fastener according to the invention preferably has such a shape and size that the separated punching slugs automatic solve and not on the face stick. The projection can be offset from the end face by a step be the face but can also transition smoothly from the punched edge into the projection. A design in which the face of one on a conical surface or a pyramid surface, that taper in the punching direction, conforming shape, with the center of the face either flat or pointed can be.

Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn die von der Ebene, in der die Stanzkante liegt, ausgehend gemessene Höhe des Vorsprungs 2,5 % bis 5 % des Durchmessers oder mittleren Durchmessers der Stanzkante beträgt. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Stirnfläche zumindest in ihrem an die Stanzkante angrenzenden Bereich und die Umfangsfläche einen eingeschlossenen Winkel von 93° bis 96° miteinander bilden. Durch eine solche Ausbildung wird ohne nennenswerte Auswirkung auf die Höhe der Stanzkräfte die Ausbildung einer glatten Schnittfläche mit stumpfer Schnittkante im Werkstück begünstigt.Particularly good results have been achieved when starting from the plane in which the punching edge lies measured height of the protrusion 2.5% to 5% of the diameter or average diameter the punched edge is. Furthermore, it is advantageous if the end face at least in its on the punched edge adjacent area and the peripheral surface an enclosed Angles from 93 ° to 96 ° with each other form. Such training will have no significant impact to the height the punching forces the formation of a smooth cut surface with a blunt cut edge favored in the workpiece.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Schaftende oder der Dornfuß des Befestigungselementes zumindest im Bereich der Stanzkante eine höhere Festigkeit hat, insbesondere gehärtet ist. Durch diese Maßnahme wird auch bei Werkstücken, die aus einem festeren Werkstoff bestehen, ein einwandfreier Stanzschnitt und eine glatte Schnittfläche gewährleistet. Verformungen der Stanzkante, die den Stanzvorgang beeinträchtigen können, werden vermieden.After another suggestion from the Invention can be provided that the shaft end or the mandrel foot of the fastener has a higher strength at least in the area of the punched edge, in particular hardened is. By this measure is also used for workpieces, which are made of a firmer material, a perfect punch cut and a smooth cut surface guaranteed. Deformation of the punched edge that affects the punching process can, are avoided.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement ist innen hohl, damit ein Dorn durch den Setzkopf und den Deformationsabschnitt durchgesteckt werden kann, um eine zumindest zugfeste Verbindung von Dornfuß und Schaftende zu erreichen. Mit der Stanzkante wird, während das Befestigungselement durch ein Werkstück gedrückt wird, ein Stanzloch in das Werkstück gestanzt. Dabei muß allerdings die Kraft zum Stanzen mittels des Dorns in das Schaftende übertragen werden, da der Deformationsabschnitt diese Kraft nicht übertragen kann. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Befestigungselements werden die Stanzkräfte, die auf das Werkstück einwirken, klein gehalten und es wird im Werkstück eine solchermaßen glatte Schnittfläche mit stumpfer Schnittkante erzielt, daß die Oberfläche des in die Stanzöffnung eindringenden Schafts nicht beschädigt wird.The fastener according to the invention is hollow inside, so that a mandrel through the setting head and the deformation section can be inserted to an at least tensile connection by Dornfuß and Reaching the end of the shaft. With the punching edge, while the Fastener is pressed through a workpiece into a punch hole the workpiece punched. However, it must transfer the punching force into the shaft end using the mandrel because the deformation section does not transmit this force can. Because of the training according to the invention of the fastener, the punching forces that act on the workpiece kept small and it becomes so smooth in the workpiece Cut surface with blunt Cutting edge achieved that Surface of the into the punch opening penetrating shaft is not damaged.

Bei Verwendung einer das Werkstück beim Stanzvorgang abstützenden Matrize, die mehrere quer zum Werkstück bewegbare Segmente aufweist, hat sich außerdem als vorteilhaft erwiesen, daß durch die erfindungsgemäße Form der Stirnfläche eine bessere Zentrierung der Segmente zur Stanzkante vor dem Schneidvorgang erreicht werden kann.When using a the workpiece during the punching process supporting Matrix, which has several segments that can be moved transversely to the workpiece yourself as well proven to be advantageous in that the shape according to the invention the end face one better centering of the segments to the punching edge before the cutting process can be achieved.

Mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement wird eine Nietverbindung erzielt, die einer Blindnietverbindung ähnelt, weil die Ausbildung des Schließkopfes durch Zugkräfte erfolgt. Da für den Stanzvorgang ein zweiseitiger Zugang zum Werkstück erforderlich ist, handelt es sich hierbei jedoch nicht um einen reinen Blindnietvorgang.With the fastener according to the invention a rivet connection is achieved that resembles a blind rivet connection because the formation of the closing head through tensile forces he follows. Therefore the punching process requires two-sided access to the workpiece However, this is not a purely blind riveting process.

Der Deformationsabschnitt wird deformiert, indem das Schaftende mit Hilfe des Dornes, der in den hohlen Schaft eingeführt wird und mit dem eine zugfeste Verbindung mit dem Verbindungsabschnitt hergestellt wird, in Richtung des Setzkopfes gezogen wird. Durch die Deformation des Deformationsabschnitts wird ein Schließkopf ausgebildet. Mit dem Schließkopf können beispielsweise zwei Werkstücke miteinander verbunden werden. Der Deformationsabschnitt wird entweder aus weicherem Material als der Setzkopf bzw. das Schaftende gefertigt oder mit Hilfe einer geeigneten Formgebung, z.B. durch dünnere Wandstärken und/oder Öffnungen und/oder Faltungen im Deformationsabschnitt, leichter deformierbar ausgestaltet.The deformation section is deformed by the shaft end with the aid of the mandrel that is inserted into the hollow shaft and with which a tensile connection with the connecting section is established is pulled in the direction of the setting head. Because of the deformation of the deformation section, a closing head is formed. With the closing head, for example two workpieces together get connected. The deformation section becomes either softer Material made as the setting head or the shaft end or with the help a suitable shape, e.g. due to thinner wall thicknesses and / or openings and / or folds in the deformation section, more easily deformable designed.

Gegenüber einem Stanzniet sind mit einem Blindniet Verbindungen erzielbar, die höhere Zug- sowie Scherkräfte aufnehmen können. Außerdem benötigt das Stanznietverfahren duktiles Material auf der Matrizenseite, welches zudem eine bestimmte Mindestdicke haben muß. Dieses ist bei Mischbaustrukturen nachteilig. Durch die Erfindung wird dieser Vorteil mit dem weiteren Vorteil kombiniert, daß keine vorgebohrten Löcher aufgesucht werden müssen, in die das Befestigungselement gesteckt wird. Darüber hinaus werden anfallende Späne durch Bohren von Löchern vermieden. Durch das Selbststanzen des Befestigungselements wird eine Lochlaibung erzielt, die besonders vorteilhafte Eigenschaften der Nietverbindung hinsichtlich der maximal aufnehmbaren Zug- und Scherkräfte bewirkt.Opposite a punch rivet are with a blind rivet connections can be achieved that absorb higher tensile and shear forces can. Moreover needed the punch riveting process ductile material on the die side, which must also have a certain minimum thickness. This is disadvantageous in mixed building structures. Through the invention this Advantage combined with the further advantage that no pre-drilled holes were sought Need to become, into which the fastener is inserted. Furthermore become chips by drilling holes avoided. By self-punching the fastener a perforation reveal achieved the particularly advantageous properties the rivet connection with regard to the maximum recordable tension and shear causes.

Mit Hilfe des Dorns kann zum einen die für das Stanzen des Stanzloches für das Befestigungselement erforderliche Kraft auf das Werkstück übertragen werden, zum anderen wird mit Hilfe des Dorns das Schaftende in Richtung des Setzkopfes gezogen. Ragt ein Teil des Deformationsabschnittes auf der Rückseite des Werkstückes hervor, wird er durch Ziehen am Dorn deformiert, d.h. insbesondere verbreitert. Ragt der Deformationsabschnitt nicht auf der Rückseite hervor, sondern befindet er sich im Inneren des Werkstückes, wird der Deformationsabschnitt im Inneren des Werkstückes deformiert und bewirkt durch seine Verbreiterung eine Verklemmung, d.h. insbesondere eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Befestigungselement und Werkstück.With the help of the mandrel, on the one hand the for that Punching the punch hole for transfer the required force to the workpiece secondly, with the help of the mandrel, the end of the shaft is directed in the of the setting head. A part of the deformation section protrudes on the back side of the workpiece it is deformed by pulling the mandrel, i.e. in particular widened. The deformation section does not protrude on the back emerges, but is located inside the workpiece the deformation section in the interior of the workpiece is deformed and caused by its widening a jam, i.e. in particular a non-positive connection between fastener and workpiece.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnung erläutert. Die Zeichnung ist als spezielles, exemplarisches Beispiel der Erfindung zu verstehen, welche die Erfindung in ihrer Bedeutung nicht einschränken soll. Es zeigen:Advantageous embodiments of the Invention will be explained with reference to the following drawing. The Drawing is a special, exemplary example of the invention to understand, which should not limit the meaning of the invention. Show it:

1 ein erfindungsgemäßes Befestigungselement mit einem Dorn, das in ein Werkstück eingestanzt ist; 1 a fastener according to the invention with a mandrel which is punched into a workpiece;

2 einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf, bei dem das Befestigungselement, das einen Dorn enthält, von einer Vorrichtung zum Setzen eines Befestigungselements in ein Werkstück gesetzt wird; 2 a process flow according to the invention, in which the fastening element, which contains a mandrel, is set by a device for placing a fastening element in a workpiece;

3 eine erfindungsgemäße Nietverbindung, wobei ein Zusatzteil mit Hilfe des Dorns am Werkstück befestigt ist; 3 a riveted joint according to the invention, wherein an additional part is attached to the workpiece with the aid of the mandrel;

4 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Setzen eines Befestigungselements mit einem Befestigungselement und einem Werkstück kurz bevor das Befestigungselement gesetzt wird; 4 a section of an inventive device for setting a fastener with a fastener and a workpiece just before the fastener is set;

5 ein erfindungsgemäßes Befestigungselement mit einem Dorn mit Dornfuß, an dem die Stanzkante ausgebildet ist; 5 an inventive fastener with a mandrel with a mandrel foot on which the punched edge is formed;

6 ein erfindungsgemäßes Befestigungselement mit geschlossenem Boden. 6 an inventive fastener with a closed bottom.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Befestigungselement 1 mit einem hohlen Schaft 27, der einen Setzkopf 4, einen Deformationsabschnitt 2 und ein Schaftende 3 mit einer Stanzkante 6 und einem Innengewinde 5 aufweist, in das ein Dorn 7 mit einem Dornkopf 23 und einem Dornfuß 24 geschraubt ist. Die zugfeste Verbindung zwischen dem Dorn 7 und dem Schaft 27 wird durch einen Verbindungsabschnitt 28 hergestellt. Der Verbindungsabschnitt 28 wird durch ein Innengewinde 5 im Schaft 27 gebildet. Das Innengewinde 5 wird in ein Außengewinde 29 am Dorn 7 geschraubt. Das Befestigungselement 1 ist durch ein erstes Werkstück 8 und ein zweites Werkstück 9 durchgestanzt, wobei beide Werkstücke 8, 9 als aufeinander liegende Bleche ausgestal tet sind. Das Befestigungselement 1 stanzt sein eigenes Stanzloch 11 durch die Werkstücke 8, 9. Das Schaftende 3 und ein Teil des deformierbaren Abschnitts 2 befindet sich auf der Rückseite 10 des zweiten Werkstücks 9. Der Deformationsabschnitt 2 hat gegenüber dem Schaftende 3 eine geringere Wandstärke. Der Dorn 7 weist einen Dornkopf 23 auf, mit dem zum einen Zusatzteile 22, wie in 3 gezeigt, befestigt werden können und an dem der Dorn 7 in Richtung des Setzkopfes 4 gezogen werden kann. Der Setzkopf 4 liegt auf dem ersten Werkstück 8 fest auf. 1 shows an inventive fastener 1 with a hollow shaft 27 who has a typesetting head 4 , a deformation section 2 and a shaft end 3 with a punched edge 6 and one inner thread 5 has a thorn 7 with a thorn head 23 and a thorn foot 24 is screwed. The tensile connection between the mandrel 7 and the shaft 27 is through a connecting section 28 manufactured. The connecting section 28 is through an internal thread 5 in the shaft 27 educated. The internal thread 5 is in an external thread 29 on the thorn 7 screwed. The fastener 1 is through a first workpiece 8th and a second workpiece 9 punched through, both workpieces 8th . 9 are designed as sheets lying one on top of the other. The fastener 1 punches his own punch hole 11 through the workpieces 8th . 9 , The end of the shaft 3 and part of the deformable portion 2 is on the back 10 of the second workpiece 9 , The Deformation Section 2 has towards the shaft end 3 a smaller wall thickness. The thorn 7 has a thorn head 23 on, with the one additional parts 22 , as in 3 shown, can be attached and on which the mandrel 7 towards the setting head 4 can be pulled. The setting head 4 lies on the first workpiece 8th firmly on.

Der Schaft 27 hat eine zylindrische Mantelfläche 26 und an seinem Schaftende 3 eine ringförmige Stirnfläche 25, die miteinander die Stanzkante 6 bilden. Im Zentrum der Stirnfläche 25 befindet sich eine Stirnfläche 32, die an dem Dornfuß 24 ausgebildet ist. Beide Stirnflächen 25, 32 gehen stufenlos ineinander über und bilden gemeinsam eine flache Kegelfläche, deren nach außen vorstehende Spitze auf der Mittelachse des Dorns 7 liegt. Die Stirnfläche 32 bildet auf diese Weise insbesondere mit ihrer Spitze einen Vorsprung, der aus der Ebene, in der die Stanzkante 6 liegt, auf der dem Setzkopf abgekehrten Seite des Befestigungselementes 1 hervorsteht und beim Stanzvorgang auf das Werkstück auftrifft, bevor die Stanzkante 6 das Werkstück erreicht. Die Neigung der von den Stirnflächen 25, 32 gebildeten Kegelfläche ist so bemessen, daß die Stirnfläche 25 mit der Mantelfläche 26 einen eingeschlossenen Winkel X von 93° bis 96° bildet.The shaft 27 has a cylindrical surface 26 and at its shaft end 3 an annular face 25 that together the punched edge 6 form. In the center of the face 25 there is an end face 32 that on the thorn foot 24 is trained. Both faces 25 . 32 merge smoothly into one another and together form a flat conical surface, the tip of which projects outwards on the central axis of the mandrel 7 lies. The face 32 In this way, especially with its tip, it forms a projection from the plane in which the punched edge 6 lies on the side of the fastener facing away from the setting head 1 protrudes and strikes the workpiece during the punching process before the punching edge 6 reached the workpiece. The slope of the face 25 . 32 Cone surface formed is dimensioned so that the end face 25 with the outer surface 26 forms an included angle X of 93 ° to 96 °.

Die 2 beschreibt einen Verfahrensablauf des Setzens eines erfindungsgemäßen Befestigungselements 1. In dem von einem Haltewerkzeug 13 gehaltenen Befestigungselement 1 ist ein Dorn 7 eingeschraubt. Mit Hilfe von Mitteln zum Bewegen 19 wird das Befestigungselement 1 auf ein erstes Werkstück 8 aufgesetzt, welches mit einem zweiten Werkstück 9 verbunden werden soll. Die Lage des Befestigungs elements 1 relativ zu den Werkstücken 8, 9 wird mit Hilfe von Mitteln zur Positionsbestimmung 19 erfaßt. Die Werkstücke 8,9 werden zunächst auf eine Matrize 14 aufgelegt, welche einen Entsorgungskanal 17 für ausgestanzte Stanzteile 18 aufweist. Anschließend wird das Befestigungselement 1 mit Hilfe des Haltewerkzeugs 13 so auf das erste Werkstück 8 aufgesetzt, daß das Schaftende 3 des Befestigungselements 1 mit der Spitze der Stirnfläche 32 das erste Werkstück 8 kontaktiert. Mit Hilfe eines Stempels 12 wird anschließend eine gegen die Werkstücke 8, 9 gerichtete Kraft auf den Dorn 7 ausgeübt und das Schaftende 3 durch die Werkstücke 8, 9 gedrückt. Bei diesem Vorgang werden zunächst die Werkstücke 8, 9 im Bereich der vorspringenden Stirnfläche 32 verformt und anschließend mit Hilfe der Stanzkante 6 durchschnitten.The 2 describes a process flow of setting a fastener according to the invention 1 , In that of a holding tool 13 held fastener 1 is a thorn 7 screwed. With the help of means to move 19 becomes the fastener 1 on a first workpiece 8th put on, which with a second workpiece 9 to be connected. The location of the fastener 1 relative to the workpieces 8th . 9 is using means of position determination 19 detected. The workpieces 8th . 9 are first on a die 14 laid out which a disposal channel 17 for punched stamped parts 18 having. Then the fastener 1 with the help of the holding tool 13 so on the first workpiece 8th put on that the shaft end 3 the fastener 1 with the tip of the face 32 the first workpiece 8th contacted. With the help of a stamp 12 then becomes one against the workpieces 8th . 9 directed force on the mandrel 7 exercised and the shaft end 3 through the workpieces 8th . 9 pressed. In this process, the workpieces are first 8th . 9 in the area of the projecting end face 32 deformed and then using the punched edge 6 intersected.

Während der Bewegung des Stempels 12 werden sowohl das Haltewerkzeug 13 als auch ein Zugwerkzeug 15 mitgeführt. Ausgestanzte Stanzteile 18 fallen in den Entsorgungskanal 17, wo sie dann entsorgt werden, vorzugsweise mit Hilfe von einer Über- oder Unterdruckluftleitung. Anschließend wird die Matrize 14 von den Werkstücken 8, 9 entfernt, so daß das Schaftende bzw. der herausstehende Deformationsabschnitt frei ist. Das Entfernen der Matrize kann unterbleiben, wenn diese in radialer Richtung nachgiebig ausgeführt ist, wie im Hauptpatent gezeigt. Daraufhin zieht das Zugwerkzeug 15 am Dorn 7, wobei das Haltewerkzeug 13 den Setzkopf gegen das erste Werkstück 8 preßt. Durch das Ziehen wird der Deformationsabschnitt 2 deformiert, wohingegen das Schaftende 3 nicht plastisch verformt wird. Mit Hilfe von Kraftsensoren 21 wird das Ziehen sowie das Stanzen überwacht und mit den von den Kraftsensoren 21 erfaßten Daten die Bewegung des Zug- und/oder des Haltewerkzeugs gesteuert. Schließlich kann der Dorn 7 aus dem Befestigungselement 1 herausgeschraubt werden oder zur Befestigung eines Zusatzteils verwendet werden.During the movement of the stamp 12 become both the holding tool 13 as well as a traction tool 15 carried. Die-cut stamped parts 18 fall into the disposal channel 17 , where they are then disposed of, preferably with the help of a positive or negative pressure air line. Then the die 14 from the workpieces 8th . 9 removed so that the shaft end or the protruding deformation section is free. The matrix can be removed if it is flexible in the radial direction, as shown in the main patent. The pulling tool then pulls 15 on the thorn 7 , the holding tool 13 the setting head against the first workpiece 8th presses. By pulling the deformation section 2 deformed, whereas the shaft end 3 is not plastically deformed. With the help of force sensors 21 the pulling as well as the punching is monitored and with that of the force sensors 21 recorded data controlled the movement of the pulling and / or holding tool. Finally, the thorn 7 from the fastener 1 be unscrewed or used to attach an additional part.

3 zeigt eine auf die beschriebene Weise hergestellte Nietverbindung, wobei das Befestigungselement 1 in seinem Deformationsabschnitt 2 deformiert ist. Mit Hilfe des Dorns 7 und dem Dornkopf 23 wird ein Zusatzteil 22, welches eine Halterung sein kann, an den Werkstücken 8, 9 befestigt. Die Werkstücke 8, 9 sind zwischen dem Setzkopf 4 und dem Deformationsabschnitt 2 fest eingespannt. 3 shows a rivet connection produced in the manner described, wherein the fastener 1 in its deformation section 2 is deformed. With the help of the thorn 7 and the Dornkopf 23 becomes an additional part 22 , which can be a holder on the workpieces 8th . 9 attached. The workpieces 8th . 9 are between the setting head 4 and the deformation section 2 firmly clamped.

4 zeigt eine Detailansicht der Vorrichtung zum Setzen des Befestigungselements 1. Das Befestigungselement 1 wird mit Hilfe des Haltewerkzeugs 13 an dem im Befestigungselement 1 eingeschraubten Dorn 7 gehalten. Das Zugwerkzeug 15 faßt den Dorn 7 an seinem Dornkopf 23. Der Stempel 12 drückt auf den Dornkopf 23 des Dorns 7. Die Werkstücke 8, 9 sind zwischen dem Befestigungselement 1 und der Matrize 14 angeordnet, wobei die Matrize 14 von der Rückseite 10 des zweiten Werkstücks 9 die Kraft, welche von dem Stempel 12 über den Dorn 7 auf die Werkstücke 8, 9 übertragen wird, aufnimmt. 4 shows a detailed view of the device for setting the fastener 1 , The fastener 1 is using the holding tool 13 on the in the fastener 1 screwed-in mandrel 7 held. The traction tool 15 grabs the thorn 7 on his thorn head 23 , The Stamp 12 presses on the mandrel head 23 of the thorn 7 , The workpieces 8th . 9 are between the fastener 1 and the die 14 arranged, the die 14 from the back 10 of the second workpiece 9 the force from the stamp 12 over the thorn 7 on the workpieces 8th . 9 is transferred, records.

5 zeigt ein alternatives Befestigungselements 1a mit einem Dorn 7, das in zwei Werkstücke 8, 9 eingestanzt ist. Das Stanzloch 11 wurde mit der Stanzkante 6, die am Dornfuß 24 ausgebildet ist, in die Werkstücke 8, 9 gestanzt. Die Stanzkante 6 wird durch eine zylindrische Mantelfläche 34 und eine ebene Stirnfläche 32 des Dornfußes 24 gebildet und hat eine scharfe, im wesentlichen rechtwinkelige Form. Im Zentrum der Stirnfläche 32 ist ein durch eine Stufe abgesetzter Vorsprung 33 vorgesehen, der das Werkstück vor dem Schneiden verformt. Mit Hilfe des Dornkopfes 23 kann der Dorn 7 zurückgezogen werden, so daß zunächst der Deformationsabschnitt 2 deformiert wird und anschließend der Dornkopf 23 an einer Sollbruchstelle 25 vom Dornfuß 24 abreißt. Die zugfeste Verbindung zwischen Dorn 7 und dem Schaft 7 wird durch den Verbindungsabschnitt 28 hergestellt. 5 shows an alternative fastener 1a with a thorn 7 that in two workpieces 8th . 9 is stamped. The punch hole 11 was with the punched edge 6 who on the thorn foot 24 is trained in the workpieces 8th . 9 punched. The punched edge 6 is by a cylindrical surface 34 and a flat face 32 of the thorn foot 24 formed and has a sharp, substantially rectangular shape. In the center of the face 32 is a ledge offset by a step 33 intended, that deforms the workpiece before cutting. With the help of the mandrel head 23 can the thorn 7 withdrawn, so that first the deformation section 2 is deformed and then the mandrel head 23 at a predetermined breaking point 25 from the thorn foot 24 interrupted. The tensile connection between Dorn 7 and the shaft 7 is through the connecting section 28 manufactured.

6 zeigt ein Befestigungselement 1b mit einem hohlzylindrischen Schaft 27, dessen Bohrung an dem dem Setzkopf 4 entgegengesetzten Schaftende 3 durch einen Boden 35 verschlossen ist. Das Schaftende 3 bildet einen Verbindungsabschnitt 28, der mit einem Innengewinde 5 versehen ist. Das Innengewinde 5 dient zum Einschrauben eines Werkzeugdorns, der die Stanzkraft zum Durchdringen eines Werkstückes und die Setzkraft zum Verformen des Deformationsbereiches 2 auf das Befestigungselement 1b überträgt. Nach dem Setzen wird der Werkzeugdorn entfernt und in das Innengewinde 5 eine Schraube zum Befestigen eines Bauteils eingeschraubt. Der Boden 35 des Befestigungselementes 1b ist auf seiner Außenseite mit einer kegligen Stirnfläche 25 versehen, die gemeinsam mit der zylindrischen Mantelfläche 26 eine stumpfwinklige Stanzkante 6 bildet. Der Winkel der Stanzkante 6 ist mit X bezeichnet und beträgt vorzugsweise 93° bis 96°. 6 shows a fastener 1b with a hollow cylindrical shaft 27 , the bore of which on the setting head 4 opposite shaft end 3 through a floor 35 is closed. The end of the shaft 3 forms a connecting section 28 with an internal thread 5 is provided. The internal thread 5 is used to screw in a tool mandrel that uses the punching force to penetrate a workpiece and the setting force to deform the deformation area 2 on the fastener 1b transfers. After setting, the tool mandrel is removed and into the internal thread 5 screwed in a screw for fastening a component. The floor 35 the fastener 1b is on the outside with a tapered face 25 provided together with the cylindrical surface 26 an obtuse-angled punching edge 6 forms. The angle of the punched edge 6 is denoted by X and is preferably 93 ° to 96 °.

11
Befestigungselementfastener
1a1a
Befestigungselementfastener
1b1b
Befestigungselementfastener
22
Deformationsabschnittdeformation section
33
Schaftendeshank end
44
Setzkopfsetting head
55
Innengewindeinner thread
66
Stanzkantepunching edge
77
Dornmandrel
88th
erstes Werkstückfirst workpiece
99
zweites Werkstücksecond workpiece
1010
Rückseiteback
1111
Stanzlochpunch hole
1212
Stempelstamp
1313
Haltewerkzeugholding tool
1414
Matrizedie
1515
Zugwerkzeugpulling tool
1616
GegenkraftstrukturCounterforce structure
1717
Entsorgungskanalexhaust duct
1818
Stanzteilstamping
1919
Mittel zum Bewegenmedium to move
2020
Mittel zur Positionsmedium to positions
stimmungMood
2121
Kraftsensorenforce sensors
2222
Zusatzteilattachment
2323
Dornkopfmandrel head
2424
DornfußDornfuß
2525
Stirnflächeface
2626
Mantelflächelateral surface
2727
Schaftshaft
2828
Verbindungsabschnittconnecting portion
2929
Außengewindeexternal thread
3030
Schließkopfclosing head
3131
Dornkernbuckthorn seed
3232
Stirnflächeface
3333
Vorsprunghead Start
3434
Mantelflächelateral surface
3535
Bodenground
XX
Winkelangle

Claims (15)

Befestigungselement (1), insbesondere zum Blindnieten, mit einem hohlen Schaft (27), der an seinem freien Ende einen Setzkopf (4) aufweist, mit einem Deformationsabschnitt (2) zur Ausbildung eines Schließkopfes, und mit einem innerhalb des Schaftes (27) ausgebildeten Verbindungsabschnitt (28), der zur Ausbildung einer zugfesten Verbindung mit einem Dorn (7), insbesondere einem Dornfuß (24) eines Dornes (7), dient, wobei das dem Setzkopf (4) entgegengesetzte Schaftende (3) mit einer Stanzkante (6) versehen ist, die im wesentlichen entlang des äußersten Umfanges des Schaftes (27) verläuft und von einer Mantelfläche (26) und einer Stirnfläche (25) des Schaftendes (3) gebildet ist, und wobei im Zentrum der Stirnfläche (25) ein Vorsprung vorgesehen ist, der aus der Ebene, in der die Stanzkante (6) liegt, auf der dem Setzkopf (4) abgekehrten Seite hervorsteht.Fastener ( 1 ), especially for blind riveting, with a hollow shaft ( 27 ) which has a setting head at its free end ( 4 ) with a deformation section ( 2 ) to form a closing head, and with one inside the shaft ( 27 ) trained connecting section ( 28 ), which is used to form a tensile connection with a mandrel ( 7 ), especially a thorn foot ( 24 ) a thorn ( 7 ), which serves the setting head ( 4 ) opposite shaft end ( 3 ) with a punched edge ( 6 ) which is provided essentially along the outermost circumference of the shaft ( 27 ) runs and from a lateral surface ( 26 ) and an end face ( 25 ) of the shaft end ( 3 ) is formed, and being in the center of the end face ( 25 ) a projection is provided which extends from the plane in which the punched edge ( 6 ) on which the setting head ( 4 ) on the opposite side. Befestigungselement (1), insbesondere zum Blindnieten, mit einem hohlen Schaft (27), der an seinem freien Ende einen Setzkopf (4) aufweist, mit einem Deformationsabschnitt (2) zur Ausbildung eines Schließkopfes, mit einem Dorn (7) innerhalb des Schaftes (27), der einen Dornkopf (23) und einen Dornfuß (24) aufweist, wobei der Dornfuß (24) mit einem dem Setzkopf (4) entgegengesetzten Schaftende (3) zumindest zugfest verbunden ist, wobei das Schaftende (3) eine Stanzkante (6) aufweist, die im wesentlichen entlang des äußersten Umfanges des Schaftes (27) verläuft und von einer Mantelfläche (26) und einer Stirnfläche (25) des Schaftendes (3) gebildet ist, und wobei im Zentrum der Stirnfläche (25) ein Vorsprung vorgesehen ist, der aus der Ebene, in der die Stanzkante (6) liegt, auf der dem Setzkopf (4) abgekehrten Seite hervorsteht.Fastener ( 1 ), especially for blind riveting, with a hollow shaft ( 27 ) which has a setting head at its free end ( 4 ) with a deformation section ( 2 ) to form a closing head with a mandrel ( 7 ) inside the shaft ( 27 ) with a thorn head ( 23 ) and a thorn foot ( 24 ), the thorn foot ( 24 ) with a setting head ( 4 ) opposite shaft end ( 3 ) is at least connected to tensile strength, the shaft end ( 3 ) a punched edge ( 6 ) which extends essentially along the outermost circumference of the shaft ( 27 ) runs and from a lateral surface ( 26 ) and an end face ( 25 ) of the shaft end ( 3 ) is formed, and being in the center of the end face ( 25 ) a projection is provided which extends from the plane in which the punched edge ( 6 ) on which the setting head ( 4 ) on the opposite side. Befestigungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Setzkopf (4) entgegengesetzte Schaftende (3) offen ist und der Vorsprung an dem Dornfuß (24) angeordnet ist.Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that the setting head ( 4 ) opposite shaft end ( 3 ) is open and the projection on the thorn foot ( 24 ) is arranged. Befestigungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Setzkopf (4) entgegengesetzte Schaftende (3) geschlossen ist und mit einem Boden (35) den Vorsprung bildet.Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that the setting head ( 4 ) opposite shaft end ( 3 ) is closed and with a bottom ( 35 ) forms the lead. Befestigungselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Schaftes (27) ein Verbindungsabschnitt (28) ausgebildet ist, der zur Ausbildung einer zugfesten Verbindung mit dem Dorn (7), insbesondere dem Dornfuß (24) des Dornes (7), dient.Fastening element according to one of the preceding claims, characterized in that within the shaft ( 27 ) a connecting section ( 28 ) is designed to form a tensile connection with the mandrel ( 7 ), especially the thorn foot ( 24 ) of the thorn ( 7 ), serves. Befestigungselement (1), insbesondere zum Blindnieten, mit einem hohlen Schaft (27), der an seinem freien Ende einen Setzkopf (4) aufweist, mit einem Deformationsabschnitt (2) zur Ausbildung eines Schließkopfes, mit einem Dorn (7) innerhalb des Schaftes (27), der einen Dornkopf (23) und einen Dornfuß (24) aufweist, wobei der Dornfuß (24) mit einem dem Setzkopf (4) entgegengesetzten Schaftende (3) zumindest zugfest verbunden ist und eine Stanzkante (6) aufweist, die im wesentlichen entlang des äußersten Umfanges des Dornfußes (24) verläuft und von einer Mantelfläche (34) und einer Stirnfläche (32) des Dornfußes (24) gebildet ist, und wobei im Zentrum der Stirnfläche (32) ein Vorsprung (33) vor gesehen ist, der aus der Ebene, in der die Stanzkante (6) liegt, auf der dem Setzkopf (4) abgekehrten Seite hervorsteht.Fastener ( 1 ), especially for blind riveting, with a hollow shaft ( 27 ) which has a setting head at its free end ( 4 ) with a deformation section ( 2 ) to form a closing head with a mandrel ( 7 ) inside the shaft ( 27 ) with a thorn head ( 23 ) and a thorn foot ( 24 ), the thorn foot ( 24 ) with a setting head ( 4 ) opposite shaft end ( 3 ) is at least tensile connected and a punched edge ( 6 ) which extends essentially along the outermost circumference of the mandrel foot ( 24 ) runs and from a lateral surface ( 34 ) and an end face ( 32 ) of the thorn foot ( 24 ) is formed, and being in the center of the end face ( 32 ) a head start ( 33 ) seen from the plane in which the punched edge ( 6 ) on which the setting head ( 4 ) on the opposite side. Befestigungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (33) durch eine Stufe von der Stirnfläche abgesetzt ist.Fastener ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the projection ( 33 ) is offset from the end face by a step. Befestigungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (25) stufenlos von der Stanzkante (6) in den Vorsprung übergeht.Fastener ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the end face ( 25 ) stepless from the punched edge ( 6 ) goes into the lead. Befestigungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Ebene, in der die Stanzkante liegt, ausgehend gemessene Höhe des Vorsprungs 2,5% bis 5° des Durchmessers bzw. mittleren Durchmessers der Stanzkante beträgt.Fastener ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the height of the projection measured from the plane in which the punched edge lies lies between 2.5% and 5 ° of the diameter or mean diameter of the punched edge. Befestigungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (25, 32) eine sich an eine Kegelfläche oder eine Pyramidenfläche, die sich in Stanzrichtung verjüngen, anschmiegende Form hat.Fastener ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the end face ( 25 . 32 ) has a shape that conforms to a conical surface or a pyramid surface that tapers in the punching direction. Befestigungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Befestigungselements (1) im wesentlichen kreisförmig ist.Fastener ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the fastening element ( 1 ) is essentially circular. Befestigungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (25) und die Mantelfläche (26) einen eingeschlossenen Winkel von 93° bis 96° miteinander bilden.Fastener ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the end face ( 25 ) and the outer surface ( 26 ) form an included angle of 93 ° to 96 ° with each other. Befestigungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Befestigungselements (1) im wesentlichen polygonal ist.Fastener ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the fastening element ( 1 ) is essentially polygonal. Befestigungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dornkopf (23) verbreitert ist.Fastener ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mandrel head ( 23 ) is broadened. Befestigungselement (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaftende (3) oder der Dornfuß (24) zumindest im Bereich der Stanzkante (6) eine höhere Festigkeit hat, insbesondere gehärtet ist.Fastener ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft end ( 3 ) or the thorn foot ( 24 ) at least in the area of the punched edge ( 6 ) has a higher strength, in particular is hardened.
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